高性能纤维及其复合材料因强度高、比重小,是国家安全、航空航天与海洋开发等使用的物资。近来,高性能纤维及其复合材料应用领域不断地扩大,轨道交通、汽车、建筑、机械、医疗、电子、通信、环保、海洋船舶、机器人、无人机、体育休闲等行业都看好它、喜欢它。日前,有一个令人振奋的消息:常州滨江经济开发区高性能纤维及复合材料产业园获批第二批江苏省特色创新(产业)示范园区。这个成就飞机、火箭的特色园区,产业体系已经初具雏形,下一步在龙头企业引领下的集聚发展,将成为滨开区转型升级的强劲新引擎,将推动滨开区迈出更坚定的高质量发展步伐!
大批高性能复合材料龙头企业集聚滨开区
在高性能碳纤维龙头企业中简科技的引领下,三强材料、帝威新材以及科泰斯等成长性极好的高性能复合材料重点企业纷纷落户常州滨江经济开发区。这里,经过10多年的孕育耕耘,高性能复合材料产业体系已经初具雏形,并且即将冉冉升起,成为带动滨开区转型升级、推动滨开区高质量发展的强劲引擎。
碳纤维产品在下游应用行业领域,特别是国防军工及高性能民用工业领域应用日益广泛。围绕新能源汽车、风电行业、机械设备、航空航天等领域,滨开区近年引进了多个“绩优股”和“潜力股”,有生产碳纤维高端装备的江苏帝威新材料科技发展有限公司、生产高端航空航天复合材料产品的江苏三强复合材料有限公司、生产高端无人机复合材料结构制品的江苏新航复合材料有限公司以及为空客A320、A350等主力机型供应重要复合材料的科泰思(中国)复合材料有限责任公司等重点企业。从而,滨开区在碳纤维领域,基本形成从原丝生产——复材成型——装备制造——终端产品及相关配套的产业链,并在民用方面实现风电行业复合材料织物市场占有率30%、国内市场占用率排名第一的佳绩。
在高性能材料的产业链产品领域方面,滨开区除了拥有生产T700/T1000级高性能碳纤维的中简科技,还集聚了以天马集团为龙头的高性能玻璃纤维、常州欣战江特种纤维有限公司为龙头的高性能纺织化纤和博纳公司为龙头的高性能聚合物纤维的高性能纤维制造企业。
此外,滨开区还形成了全国知名的高档树脂生产基地,产品主要有以新阳科技集团有限公司、常州华日新材有限公司、常州飞腾化工有限公司、常州天马瑞盛复合材料有限公司等企业的不饱和聚酯树脂,常州华科聚合物股份有限公司的复合材料用树脂,常州天晟复合材料有限公司的新能源设备制造复合材料等。
据统计,滨开区已经集聚16家高性能复合材料重点企业,其中有上市企业1家,高新技术企业7家,2018年共实现开票销售收入226.93亿元,占开发区比重为32.3%,亩均销售收入达1019万元;2018年共实现税收7.44亿元,亩均税收达33.4万元。这个产业和这些企业,都是常州滨江经济开发区转型升级、高质量发展的强劲动力。
中简科技:国内第一
令人自豪的是,中简科技股份有限公司自主研发的高性能碳纤维,在2011年就实现了ZT7系列高性能碳纤维的稳定量产,成功打破了发达国家对我国的垄断,是国内航空航天领域ZT7系列碳纤维产品的唯一批量稳定供应商。这家公司就坐落在常州滨江经济开发区。
中简科技董事长、总经理杨永岗自1989年开始从事高性能聚丙烯腈碳纤维的研发,在具备了足够的理论基础和试验成果后,于2008年4月带领20人的技术团队来到滨开区创建“中简科技”,希望做出真正实用、好用的碳纤维产品,填补国内该领域的空白。
虽然在实验室完成了T700级碳纤维的中试,但是从中试线到批量生产的工程线,还是有很多困难。一周工作7天,每天11个小时,杨永岗带领团队在政府的支持下,终于克服种种困难建成了两条合计年产1600吨级的原丝生产线,和国内第1条年产300吨的国产ZT7系列高性能碳纤维生产线,2011年成功实现ZT7系列高性能碳纤维稳定量产。目前中简具备高强型ZT7系列(高于T700级)、ZT8系列(T800级)、ZT9系列(T1000/T1100级)和高模型ZM40J(M40J级)石墨纤维工程产业化能力。中简科技作为ZT7系列(高于T700级)碳纤维产品的唯一批量稳定供应商,为我国航空航天领域的发展作出了巨大贡献。
今年5月,中简科技在深交所创业板的成功上市,为他们的腾飞插上了翅膀。该公司制定了以“技术领先,专注应用”的战略思路,将分步实现“技术向纵深发展,应用向纵横发展”,形成自主可控的碳纤维及其制品制造体系;并将在各级政府支持下,围绕创新链,完善产业链,把碳纤维复合材料产业链的优势资源聚集到常州高新区,着力提升碳纤维复合材料产业的高质量发展。
三强材料:“秘笈”降本
江苏三强复合材料有限公司是跟着中简科技落户滨开区的。
该公司采用中简科技的碳纤维和自主研发的高性能环氧树脂及双马树脂体系,生产航空航天复合材料零部件,如飞行器复合材料舱体构件等,其产品与金属件相比可减重40%,具有重量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳等优点。
据介绍,目前国内绝大部分飞行器复合材料舱体采用热压罐成型技术,成本较高且效率较低。三强公司的“秘笈”是,采用“近净”预制体制备核心技术,实现了复合材料的共固化整体成型,与热压罐成型生产的同类型复合材料产品相比,他们产品的力学性能与内部质量与热压罐成型相当,但生产效率提高了50%,成本降低了30%。因此,产品极具市场竞争力,市场前景广阔。
三强公司表示,他们与中简科技建立了长期密切的战略合作关系,将通过上下游共赢,促进形成碳纤维全产业链的发展格局,并为打造国内知名的碳纤维复合材料产业园贡献力量。下一步,该公司将针对现有产能与今后大规模产业化需求之间的潜在矛盾,通过统计分析设备使用率来动态安排产品生产,并计划进一步增加厂房,添置设备,加大人员技能培训力度,提高生产效率,从而满足大批量的生产要求。同时,还将提前培养储备科研和技术人员,形成稳定的技术人才储备梯队。
帝威新材:主攻设备
一块2mm厚薄的乳白色小板,拿在手上掂不出多少重量,却能承受500克钢球从1.5m的高度砸下来的冲击,被砸后完好无损。这是江苏帝威新材料科技发展有限公司“三明治”复合工艺生产出来的高性能复合材料,将用作5G的天线罩。
去年10月入驻滨江国际企业港的帝威新材,不仅生产高性能复合材料,它更是凭借敏锐的嗅觉和强大的研发实力和深厚的技术积淀,瞄准了高性能复合材料的产业链的上游——高端生产设备。
高性能碳纤维复合材料在国内是一个前无古人的全新领域,不仅产品需要研发,装备也需要自创。从机电行业起家的帝威新材,看准这一方向后,潜心开展高性能复合材料预浸料设备的研发。尽管帝威新材进入这个产业不算早,但他们的高端装备已经实现出口,不久前刚刚和韩国签下一个400万美元的订单。公司的年销售从2017年的1000万元,到2018年已经迈上了3000万元的新台阶,今年预计还会有20%的增长。
帝威新材于去年搬迁到滨开区后,对公司今后的发展更充满了信心。该公司总经理王至昶说,滨开区的领导非常关心企业的发展,而且产业形成集聚,企业与企业间的交流合作很方便,他们将把帝威在滨江国际企业港的驻地作为集团公司总部,一方面主攻与高性能复合材料相关的装备,一方面瞄准料预浸料产品,在高性能复合材料特色园区的良好土壤条件下,依托企业自有技术人员和顾问专家两个研发团队,在碳纤维等高性能复合材料方面不断实现技术突破和向外拓展,他们的目标争取到2025年实现年产值20-30亿元。
链接:碳纤维是高性能复合材料中的一种,但碳纤维究竟是什么东西?
动画电影《超能陆战队》里,有一个机器人“大白”,这个感动了无数人的医疗机器人原型,体内骨骼正是由碳纤维材料打造,所以外形软绵绵的他能经受碾压摔打。
碳纤维的起源最早可追溯至1860年,英国人瑟夫•斯旺在制作电灯灯丝时发明了碳纤维并获得了专利。1958年,美国研究人员首次发现了高性能碳纤维,日本和英国研究人员紧随其后,对碳纤维的性能进行改进升级。到20世纪70年代,碳纤维材料开始在战斗机结构件上崭露头角,F-15、F-16等战斗机上都有碳纤维材料的身影。
用“坚如磐石、韧如发丝”形容碳纤维材料毫不为过。碳纤维材料像纺织纤维一样柔软可加工,却是一种强度比钢大,且耐腐蚀、耐高温、导电导热性好的新一代高性能材料。
碳纤维是含碳量在95%以上的新型高性能纤维,制造工艺十分复杂,涉及化工、纺织、材料、精密机械等领域,是一项集多学科、精细化、高尖端技术于一体的系统工程。由于整个生产过程事关湿度、浓度、粘度、流量等上千个参数的高精度控制,稍有不慎就会严重影响碳纤维材料的性能和质量稳定性。因此,目前只有极少数国家能稳定生产出高性能碳纤维材料。
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